Πρόοδος ανάπτυξης κραμάτων τιτανίου
Οι εξαιρετικές ιδιότητες του τιτανίου, των κραμάτων τιτανίου έχουν ωθήσει την ανθρωπότητα να τα χρειαστεί επειγόντως. Ωστόσο, το υψηλό κόστος παραγωγής περιορίζει την εφαρμογή του.
Παρά το γεγονός ότι τα εξαρτήματα από κράμα τιτανίου έχουν τέτοιες κυρίαρχες ιδιότητες, υπάρχει ακόμη πολύς δρόμος για την πλήρη χρήση του τιτανίου και του κράματος. Οι λόγοι περιλαμβάνουν υπερβολικό κόστος, ατυχή μορφοποίηση και ατυχή εκτέλεση συγκόλλησης. Είτε πρόκειται για την υποκείμενη διύλιση του μετάλλου είτε για τον επακόλουθο χειρισμό, το κόστος των αμαλγαμάτων τιτανίου είναι πολύ υψηλότερο από αυτό των διαφορετικών μετάλλων.
Με τη βελτίωση του κράματος τιτανίου κοντά στην καινοτομία στο σχήμα του καθαρού και τις τρέχουσες προόδους συγκόλλησης, για παράδειγμα, συγκόλληση άξονα ηλεκτρονίων, συγκόλληση με κάμψη πλάσματος και συγκόλληση με λέιζερ πρόσφατα, τα ζητήματα πλαισίωσης και συγκόλλησης των αμαλγαμάτων τιτανίου δεν είναι επί του παρόντος οι βασικές μεταβλητές που περιορίζουν τη χρήση του Κράμα τιτανίου. Πρόσφατα, τα έθνη αυξάνουν το εξαιρετικό κόστος αστοχίας και τα αμαλγάματα τιτανίου ανώτερης εκτέλεσης και προσπαθούν να φέρουν κράματα τιτανίου στο σύγχρονο τομέα των τακτικών πολιτών με τεράστιες δυνατότητες αγοράς. Η νέα πρόοδος στην εξερεύνηση υλικών από κράμα τιτανίου στο εσωτερικό και στο εξωτερικό αντικατοπτρίζεται κυρίως στις συνοδευτικές απόψεις.
Κράμα τιτανίου υψηλής θερμοκρασίας
Τα τελευταία χρόνια, οι ξένες χώρες έχουν υιοθετήσει τεχνολογία ταχείας στερεοποίησης/μεταλλουργίας σκόνης, σύνθετα υλικά ενισχυμένα με ίνες ή σωματίδια για την ανάπτυξη κραμάτων τιτανίου ως κατεύθυνση ανάπτυξης κραμάτων τιτανίου υψηλής θερμοκρασίας, έτσι ώστε η θερμοκρασία χρήσης των κραμάτων τιτανίου να μπορεί να αυξηθεί σε πάνω από 650 βαθμός . Η αμερικανική εταιρεία McDonnell Douglas έχει αναπτύξει με επιτυχία ένα υψηλής καθαρότητας, υψηλής πυκνότητας κράμα τιτανίου χρησιμοποιώντας τεχνολογία ταχείας στερεοποίησης/μεταλλουργίας σκόνης. Η αντοχή του στους 760 βαθμούς είναι ισοδύναμη με την αντοχή των κραμάτων τιτανίου που χρησιμοποιούνται σήμερα σε θερμοκρασία δωματίου.
Κράμα τιτανίου με βάση την ένωση αλουμινίου τιτανίου
Σε σύγκριση με τα γενικά κράματα τιτανίου, τα μεγαλύτερα πλεονεκτήματα των ενώσεων τιτανίου-αλουμινίου με βάση τις διαμεταλλικές ενώσεις Ti3Al (2) και TiAl ( ) είναι καλές ιδιότητες υψηλής θερμοκρασίας (οι μέγιστες θερμοκρασίες λειτουργίας είναι 816 και 982 μοίρες αντίστοιχα), η ισχυρή αντοχή στην οξείδωση. Και Καλές ιδιότητες ερπυσμού και μικρό βάρος (η πυκνότητα είναι μόνο το 1/2 των υπερκραμάτων με βάση το νικέλιο), αυτά τα πλεονεκτήματα το καθιστούν το πιο ανταγωνιστικό υλικό για μελλοντικούς αεροκινητήρες και δομικά μέρη αεροσκαφών.
Υψηλής αντοχής και υψηλής σκληρότητας κράμα βήτα τιτανίου
Το κράμα τιτανίου τύπου αναπτύχθηκε για πρώτη φορά από την American Crucible Company στα μέσα-1950 ως το κράμα B120VCA (Ti-13v-11Cr-3Al). -Το κράμα τιτανίου έχει καλές ιδιότητες θερμής και κρύας εργασίας, σφυρηλατείται εύκολα, μπορεί να τυλιχτεί και να συγκολληθεί και μπορεί να αποκτήσει υψηλές μηχανικές ιδιότητες, καλή περιβαλλοντική αντίσταση και καλό συνδυασμό αντοχής και ανθεκτικότητας σε θραύση μέσω επεξεργασίας γήρανσης διαλύματος. Τα πιο αντιπροσωπευτικά νέα κράματα τιτανίου υψηλής αντοχής και σκληρότητας είναι τα εξής:
Ti1023 (Ti-10v-2Fe-#al), αυτό το κράμα έχει ισοδύναμες ιδιότητες με τον δομικό χάλυβα υψηλής αντοχής 30CrMnSiA που χρησιμοποιείται συνήθως σε δομικά μέρη αεροσκαφών και έχει εξαιρετικές ιδιότητες σφυρηλάτησης.
Ti153 (Ti-15V-3Cr-3Al-3Sn), η απόδοση ψυχρής λειτουργίας αυτού του κράματος είναι καλύτερη από εκείνη του βιομηχανικού καθαρού τιτανίου και η αντοχή σε εφελκυσμό σε θερμοκρασία δωματίου η αντοχή μετά τη γήρανση μπορεί να φτάσει περισσότερα από 1000MPa.
21S (Ti-15Mo-3Al-2.7Nb-0.2Si), αυτό το κράμα είναι ένας νέος τύπος ανθεκτικού στην οξείδωση, εξαιρετικά υψηλής αντοχής κράματος τιτανίου που αναπτύχθηκε από το τμήμα Timet της Αμερικανικής Εταιρείας μετάλλων Titanium. Έχει καλή αντοχή στην οξείδωση και θερμές και ψυχρές ιδιότητες επεξεργασίας. Εξαιρετικό, μπορεί να γίνει φύλλο με πάχος 0,064 mm.
Επιβραδυντικό φλόγας κράμα τιτανίου
Τα συμβατικά κράματα τιτανίου έχουν την τάση να καίγονται υπό ορισμένες συνθήκες, γεγονός που περιορίζει σε μεγάλο βαθμό τις εφαρμογές τους. Σε απάντηση σε αυτήν την κατάσταση, διάφορες χώρες έχουν πραγματοποιήσει έρευνα για κράματα τιτανίου που επιβραδυντικά φλόγας και πέτυχαν ορισμένες ανακαλύψεις. Το κράμα c που αναπτύχθηκε στις Ηνωμένες Πολιτείες είναι ένα επιβραδυντικό φλόγας κράμα τιτανίου που δεν είναι ευαίσθητο στη συνεχή καύση και έχει χρησιμοποιηθεί στον κινητήρα F119. Τα BTT-1 και BTT-3 είναι κράματα τιτανίου με επιβραδυντικά φλόγας που αναπτύχθηκαν στη Ρωσία. Είναι και τα δύο κράματα Ti-Cu-Al. Έχουν πολύ καλή απόδοση διαδικασίας θερμικής παραμόρφωσης και μπορούν να κατασκευαστούν σε πολύπλοκα μέρη.
Ιατρικό κράμα τιτανίου
Το τιτάνιο είναι μη επιβλαβές, ελαφρύ, υψηλής αντοχής και έχει απίστευτη βιοσυμβατότητα. Είναι ένα βέλτιστο κλινικό μεταλλικό υλικό και μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως ένθετα ενσωματωμένα στο ανθρώπινο σώμα. Μέχρι στιγμής, το αμάλγαμα Ti-6Al-4v ELI εξακολουθεί να χρησιμοποιείται ευρέως στον κλινικό τομέα. Παρόλα αυτά, η τελευταία επιλογή θα επιταχύνει τα μικροσκοπικά μέτρα σωματιδίων βαναδίου και αλουμινίου, τα οποία μειώνουν την ευελιξία των κυττάρων και μπορεί να βλάψουν το ανθρώπινο σώμα. Αυτό το ζήτημα έχει προηγουμένως προσελκύσει πολύ και ευρεία εξέταση στην κλινική τοπική περιοχή. Από τα μέσα-1980, οι ΗΠΑ άρχισαν να καλλιεργούν βιοσυμβατά κράματα τιτανίου με αλουμίνιο, χωρίς βανάδιο, για μυϊκή υγεία. Η Ιαπωνία, το Ηνωμένο Βασίλειο κ.λπ. έχουν κάνει επίσης πολλές ερευνητικές εργασίες σε αυτόν τον τομέα και έχουν σημειώσει κάποια νέα πρόοδο. έχουν κάνει επίσης έναν τόνο εργασιών εξερεύνησης εδώ και έχουν σημειώσει νέα πρόοδο. Εκτιμάται ότι στο εγγύς μέλλον, το κράμα λουτιτανίου, το οποίο έχει υψηλή αντοχή, χαμηλό συντελεστή ελαστικότητας, εξαιρετική ικανότητα διαμόρφωσης και αντοχή στη διάβρωση, είναι πιθανό να αντικαταστήσει το κράμα Ti-6Al-4V ELI που χρησιμοποιείται ευρέως αυτήν τη στιγμή στον ιατρικό τομέα.
